L'Italia sulla via delle costruzioni di legno. Dall'uso ... · 4. Centina Cruciani per ponti...

9. Internationales Holzbau-Forum 2003

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Franco Laner Prof. di Tecnologia dell'Architettura DCA/IUAV Italia, Venezia

L'Italia sulla via delle costruzioni di legno. Dall'uso trieste alle costruzioni di legno lamellare



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L'Italia sulla via delle costruzioni di legno. Dall'uso trieste alle costruzioni di legno lamellare 1. Dalle ultime strutture autarchiche al nuovo interesse per

il legno L’evento del cemento armato alla fine dell’ottocento ed il grande successo delle strutture presso-inflesse in latero-cemento dei primi decenni del secolo scorso, sia per solai che per tetti, legato alla presunta inferiore durabilità del legno, assieme alla mediterraneità della cultura costruttiva che privilegia “la pietra” al legno, per tacere di altre concause, in primis la scarsità del legno ad uso strutturale ed i suoi poco competitivi costi, hanno di fatto cancellato nel nostro Paese il legno come materiale costruttivo dalla pratica edilizia a partire dagli anni trenta-quaranta.

1. Brindisi. Capannone di legno di 6000 mq costruito nel 1936, utilizzato come deposito per polifosfati.



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Ormai relegato ad impieghi strutturali secondari e provvisionali, come per realizzare centine e cassaforme per c.a., solo in particolari occasioni dimostrava possibilità prestazionali innovative e significative. (figg. 1,2,3 e 4). Nella ricostruzione del dopoguerra il legno scompare come elemento strutturale, occupando posto solo nelle finiture, porte e finestre, o come materiale di consumo nel cantiere. Anche nel recupero al legno si preferiscono strutture in c.a. o in latero-cemento. Ricordo che i solai gotici della Cà d'oro di Venezia furono sostituiti col cemento armato e il legno aveva solo scopo ornamentale. A metà degli anni settanta arrivano dalla Germania le prime travi di legno lamellare ed alcuni industriali impiantano i primi stabilimenti (Holzbau, Habitat Legno ed Archlegno). Cambia anche il modo di recuperare i vecchi edifici e si tende a conservare l’esistente: ricominciano dunque gli studi sul legno strutturale e si riapre il grande libro delle costruzioni di legno in Italia, riscoprendo una grande cultura costruttiva. Fu necessario ricomporre tutto un apparato conoscitivo, ma soprattutto penetrare nel mercato con un materiale rileggitimato dal punto di vista strutturale, calcolabile cioè, che desse garanzia in caso di incendio e che fosse concorrenziale anche sul piano economico.

2. Hangar realizzato nel 1940 con tavole chiodate. 3. Ponte a Venezia di tavole di legno (1936). 4. Centina Cruciani per ponti autostradali (1950).



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L’entusiasmo e l’impegno, lo spirito quasi pionieristico di alcuni protagonisti, unito alle caratteristiche prestazionali del legno lamellare, contrassegnarono gli anni ottanta-novanta con realizzazioni importanti e spettacolari, tale che il lamellare comincia a diventare alternativa all’acciaio ed al c.a. per costruzioni sportive, religiose, civili ed industriali, sia sul piano architettonico, sia economico, sia sperimentale. (figg. 5, 6 e 7).



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2. Il legno lamellare motore della progettazione anche col legno massiccio La grande variabilità di caratteristiche meccaniche e soprattutto il facile marcimento, aveva escluso dunque il legno dalle costruzioni, perlomeno nel nostro paese, già all’inizio dello scorso secolo, a favore del più duraturo c.a. e laterizio. La riproposizione del legno, con la tecnologia del lamellare, ha avuto successo soprattutto perché il processo di decostruzione del legno e riassemblamento delle tavole scelte e controllate ha reso omogeneo il prodotto. L’omogeneità –in termine tecnico il contenuto coefficiente di dispersione, rapporto fra scarto quadratico e media- ha consentito di calcolare la struttura, in quanto come per gli altri materiali, c.a, acciaio, laterizio, si può far riferimento a valori caratteristici.

8. Prove su ginocchi di portali in lamellare per verificare la tenuta dei bulloni (1981).



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9. Chiesa a Gemona di R. Burelli. Finalmente la copertura non è segnata dalle alte e strette travi lamellari, ma comincia a farsi strada il guscio strutturale. 10. Copertura di una cantina con capriate in legno massiccio uso fiume (Barel legnami, Tv).



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Insomma, la possibilità di calcolare il legno lamellare, ne ha legittimato l’uso strutturale. Che poi il legno lamellare sia bello, ecologico, caldo, naturale, conta assai poco: il processo di trasformazione ha offerto un materiale in sintonia con la mentalità ingegneresca contemporanea: costanza di caratteristiche, controllo e certificazione delle proprietà, disponibilità e facile reperibilità con costi compatibili.Ora è necessaria la sua legittimazione architettonica! Il lamellare reclama dunque il suo progetto. Un tempo erano i progettisti a proporre soluzioni ed uso innovativo di un materiale. Ora è l’industria, con i suoi apparati di ricerca e sviluppo, che propone nuovi materiali e concetti di prodotto. Raccogliamo questa sfida per aggiungere poesia all’economia e bellezza alla verità!

11. Cupola in legno lamellare (Puu, 2/2000). 12. Loggia a Porcia (Pn) di Umberto Trame. Esempio di coerente ibridazione di materiali e tecnologie.



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C’è comunque da dire che sull’onda del successo del lamellare ha ripreso vigore anche il legno massiccio che, se correttamente assemblato può dar luogo a strutture per grandi luci e di contenuti costi, specie in costruzioni rustiche come le capriate di fig. 10 realizzate in uso fiume per una cantina. 3. I problemi che esigono soluzione per l’incremento d’impiego di legno I problemi che si affacciano all’inizio di questo nuovo secolo per uscire da quella splendida, ma ormai esaurita stagione pionieristica, di entusiasmo, ma anche improvvisazione, sono quelli della razionalizzazione di tutto il comparto. Comincio dalla scuola, istituzione a cui appartengo. E’ necessario aggiungere ai programmi sui materiali strutturali dell’insegnamento universitario, il legno ed i suoi derivati. Gli argomenti che devono figurare nei programmi sono il tema della durabilità, della facile sostituibilità in caso di degrado, la concezione del progetto col legno che si deve richiamare alla spazialità e alla tridimensionalità strutturale, per risolvere i problemi di controventamento ed instabilità. Attenzione deve essere dedicata ai particolari costruttivi e all’interfaccia del legno con gli altri materiali e tener sempre presente che il legno è risorsa rinnovabile, in linea con il grande tema della sostenibilità tecnologica ed ambientale.

Mancano poi scuole edili e professionali dove formare carpentieri. La ricerca deve essere concertata con l’industria. Per ora quasi niente viene fatto all’università, sia per mancanza di finanziamenti pubblici, ma anche perché ogni industria preferisce gestire la propria ricerca, specie se porta a propri tornaconti. Non c’è spirito corporativo e nemmeno le associazioni di categoria riescono a promuovere qualcosa che superi una visione privatistica, né riescono a coagulare gli interessi delle aziende. Si può ben affermare che il comparto del legno e derivati per le costruzioni non ha una classe imprenditoriale. Manca di spirito corporativo ed associativo. L’Edillegno è meno di un circolo ricreativo di una parrocchia di campagna.

13. Frontespizio del libro sulle fessure per arginare il contenzioso sulla qualità del legno.



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Un esempio. Uno dei problemi delle strutture in legno, specie se poste all’esterno, è la loro durabilità, ovvero la capacità di mantenere nel tempo le caratteristiche iniziali, specie strutturali. Si sa che il legno è materiale deperibile e tutti gli sforzi –scientifici, tecnologici e progettuali- devono essere concentrati su questo tema. Un aspetto importante e condiviso, per il prolungamento della vita utile delle opere, è la loro manutenzione. Programmare la manutenzione è dunque interesse comune di tutte le aziende del settore e lo strumento adatto è “il libretto di manutenzione”. Ogni azienda ha il suo “libretto”. Piccoli, semplici ed inutili tentativi autoconfezionati, per assolvere male ad una esigenza che mi sembra non ci voglia molto a capire quanto sia necessaria ed improcrastinabile. Perché allora non studiare associativamente il problema? Buoni risultati sta comunque avendo la Promolegno la cui attività è un forte veicolo promozionale e culturale. L’altro tema assai dolente è quello della normativa. L’attesa dell’emanazione delle N.I.CO.LE (Norme italiane per le costruzioni di legno) è ormai “disattesa”. Come quando si aspetta un piatto al ristorante che non arriva mai e quando arriva non si ha più fame. Anzi è quasi meglio che così come sono state concepite e strutturate queste norme non vedano mai la luce. Ad esempio, se non consentono di verificare la sicurezza in zona sismica, ora che tutto il nostro Paese viene considerato, per legge, sismico, a cosa servono? E a cosa servono se escludono il progetto di ponti e passerelle?

Infine una tirata di orecchie va ben data ai produttori e commercianti, che si devono maggiormente attrezzare per fornire qualità e certificazione. Ancor oggi non c’è azienda nazionale, ma scarsissime sono anche quelle importatrici, che forniscono materiale con certificazione della classe strutturale e la qualità fornita, mettendo in serio disagio i progettisti che non sanno mai come affrontare le contestazioni della qualità. Troppi soldi ed energie vanno spese nei contenziosi e non è facile convincere i clienti, che sono sempre restii a pagare, che la bellezza del legno è anche nei suoi difetti! 4. Il successo delle strutture miste legno-calcestruzzo Dall’iniziale intuizione di Turrini-Piazza di legare il legno al calcestruzzo del 1980, è seguita una stagione di brevetti e di sperimentazione. Si affermano in pratica quattro tipologie di connettori: a secco e con resina, puntiformi e continui, come schematizzato in fig. 15. E’ la stagione dell’entusiasmo e della ricerca applicata. RDB prima e Peter Cox subito dopo investono cospicue risorse nella ricerca sperimentale per sopperire alla mancanza di norme e quantificazione dei molti parametri in gioco. I dati, dedotti da prove statisticamente significative, vengono assunti come base per la quantificazione della sicurezza. Queste prove sono state condotte da Franco Laner dell’Istituto universitariodi architettura di Venezia, da

14. Difetto nascosto da un tassello. Non si può giocare con la qualità strutturale.



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Maurizio Piazza dell’università di Trento, Giovanni Cenci, Ezio Giuriani dell’università di Brescia. Le applicazioni si moltiplicano, i sistemi si affinano e si affermano, sia negli interventi nel vecchio che nel nuovo costruito. Nata infatti come tecnologia per il recupero delle strutture lignee, la struttura mista trova immediata applicazione anche nei nuovi solai, specie laddove al legno si uniscano esigenze strutturali e prestazionali aggiuntive. Ora si è aperta una nuova fase, quella che potremo definire “del mercato”. L’idea che un solaio in legno possa essere riproposto, come valida alternativa ai tradizionali solai, perché capace di garantire i molteplici requisiti di una partizione orizzontale, come la resistenza al fuoco, al sisma, tenuta termica e acustica e che soprattutto sia rigido e con frecce elastiche estremamente contenute, è realtà.

La partizione orizzontale, realizzata con la tecnologia mista legno (che assorbe gli sforzi di trazione, restituendo al contempo bellezza), calcestruzzo (che assorbe gli sforzi di compressione, che costituisce lo strato di supporto del pavimento e degli impianti e che di fatto trasforma il solaio in diaframma rigido) e i vari sistemi di connessione che devono garantire la solidarizzazione dei due componenti rendendo rigida e calcolabile la sezione a T, sta vivendo un insospettabile successo, al quale ovviamente tutti gli operatori edili vogliono partecipare. Il mercato però tiene in scarso conto l’effettiva bontà dei connettori. Contano i prezzi e la concorrenza fra gli attori di questo settore è quella usuale in edilizia, caratterizzata spesso dalla furbizia, assenza di documentazione tecnico-scientifica: per troppi l’imperativo è solo vendere, dimenticando che i prodotti edili appartengono pur sempre alla cultura e all’arte edificatoria.

15. Tipologie di connettori puntiformi e continui, a secco e con resina.



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Ma tant’è, come ricordava Raskin, è difficile trovare al mondo qualcosa che un uomo non possa fabbricare velocemente peggio e vendere più a buon mercato. Divengono preda legittima di quest’uomo coloro che considerano solo il prezzo. L’atavico ritardo del normatore e la mancanza di regole del gioco agevolano ogni tentativo di maldestra copiatura e soluzioni non conformi. Pochi si adoperano per allargare il mercato, i più cercano di accaparrarsi fette più grandi del mercato esistente. E allora, quali sono i requisiti che un connettore dovrebbe possedere? Compito essenziale di un connettore è quello di solidarizzare, rigidamente connettere legno e calcestruzzo. Insisto su questo fondamentale requisito, che pare ovvio. Ma quando si parla di “rigidezza”, si intende che la sezione a T che si forma fra la soletta e la trave di legno, deve potersi conside-

rare infinitamente rigida, altrimenti si deve valutare separatamente il comportamento dei due materiali. La qualcosa sarebbe disastrosa.

16. Esempio di intervento con connettore continuo e assonometria di posa dell'LPR e Flap.



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L’asse neutro della sezione viene a trovarsi, centimetro più, centimetro meno, proprio in corrispondenza dell’interfaccia dei due materiali, dove il taglio è massimo. Quindi principale funzione del connettore è di impedire lo scorrimento. Per la parte di connettore annegata nel c.a. non ci sono problemi, né ha problemi la sezione trasversale del connettore. Il vero problema è dato dalla scarsissima resistenza del legno al rifollamento: è chiaro infatti che la parte di connettore infissa nel legno lo può spaccare. La resistenza allo scorrimento del connettore dipende dunque dalla resistenza allo spacco del legno (rifollamento) che varia da 25 a 35 kg/cmq, in relazione alla specie legnosa e alla durata del carico, ma soprattutto dipende dalla profondità utile di infissione, che generalmente si valuta da 4 a 6 diametri. E’ inoltre del tutto evidente come non sia indifferente il comportamento dei connettori isolati, rispetto ai continui, che offrono risorse di resistenza al rifollamento maggiore per la distribuzione omogenea dello scorrimento, che nel calcolo, effettuato sul singolo connettore, non viene contemplata. Quand’anche però il connettore, puntuale o continuo, garantisca la rigidezza della connessione e quindi il calcolo della sezione mista offra la dovuta sicurezza al momento in mezzeria, il contenimento della deformazione (la freccia elastica dovrebbe essere contenuta perlomeno In un cinquecentesimo della luce) ed il taglio all’appoggio, è altresì necessario riso-

lvere il modo di appoggiare del solaio che, in generale, si deve interfacciare con un muro, con o senza cordolo. Sia detto per inciso: non dovrebbero esserci costruzioni in muratura prive di cordoli, nemmeno nei più vincolati ed intoccabili edifici, specie laddove si contempli un solaio misto. Ci deve essere un apparecchio che trasmetta a tutta la muratura, verticalmente ed orizzontalmente, i carichi, ivi compresi il vento ed il sisma, del solaio, da considerare appunto come diaframma rigido.

17. Rottura di un solaio misto legno-calcestruzzo. Nonostante la grande deformazione il calcestruzzo è ancora solidarizzato al legno (Peter Cox, 1997).



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I connettori continui, sia a secco che con resina, possono con facilità essere prolungati nel cordolo e garantire il funzionamento appropriato di questo interfaccia. Con i connettori puntuali tale interfaccia è demandato all’inserimento della rete elettrosaldata della soletta nel cordolo o da appositi apparecchi metallici che dalla trave si collegano al cordolo. La perfetta ammorsatura del solaio al cordolo ha forti benefici, non solo perché in questo modo si realizza la “scatola tridimensionale”, ma lo sforzo di taglio viene completamente assorbito dalla soletta in c.a., sgravando così il legno da questa funzione, che quasi sempre, nei vecchi solai, ha le teste marcite e poco affidabili. Per di più si viene a formare una sorta di semincastro, con beneficio anche per il momento in mezzeria. Occorre dunque, nella scelta del connettore, pensare che il solaio è una parte importante di un organismo e con questo si deve integrare. Questa integrazione va progettata, perciò è necessario impiegare il connettore che sia in sintonia con l’interfaccia progettato e non solo capace di soddisfare il momento in mezzeria, garantito ovviamente da tutti i connettori. 5. La frontiera della ricerca. Durabilità, case di legno e macchine cnc

La maggior attenzione va oggi rivolta alle soluzioni per la durabilità. Vanno recuperate tutte le tecniche intese a separare il legno dall’acqua (in tutte le sue forme, specie l’umidità) e se questa separazione fosse impossibile, l’acqua dovrà scorrere e mai ristagnare sulle parti lignee. Il legno dunque non sarà mai a contatto del terreno, né con muri che in qualche modo abbiano umidità (di risalita, da pioggia battente, da infiltrazioni). Bisognerà fare in modo che l’aria attorno al legno circoli con dovizia.

18. Facciata di una chiesa, appena finita e dopo pochi anni già attaccata da carie e marcimenti. L'attenzione alla durabilità deve essere maggiore.



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E se comunque il legno dovrà contaminarsi con l’acqua e quindi marcire, si farà in modo che – si progetterà – l’elemento in modo che sia facilmente sostituibile. Bisogna arrivare al punto di rifiutare la costruzione di un’opera se non sono adottate tutte le misure per la sua durabilità. Se faremo ancora opere che degradano e marciscono nel giro di pochi anni, la splendida avventura del legno in Italia si concluderà in fretta. Per l’edilizia civile in legno c’è un venticello innovativo che viene dal Voralberg, dalla Svizzera e anche dall’Alto Adige e che va preso in seria considerazione e attenzione, poiché si pone in modo assolutamente nuovo. Quasi staccandosi dalla tradizione, ma assumendo come imput sia le nuove esigenze dell’abitare (risparmio energetico, sostenibilità, oculato impiego delle risorse) e del costruire (ibridazione dei materiali, montaggio ed assemblamento a secco, nuove tecnologie di lavorazione del legno e soprattutto impiego di derivati del legno con prestazioni mirate) gli architetti propongono nuovi modelli abitativi con il legno come protagonista, anche se non assoluto e prepotente. Le figure 19 e 20 mostrano un possibile esito di questa diversa impostazione, che abbandona lo stereotipo di casa in legno e le sue declinazioni, che hanno portato allo chalet in blokbau,

19. Esempi di nuove case di legno in Alto Adige. Una casa in legno può e deve offrire di più non solo in termini di bellezza, ma anche di confort, risparmio energetico e di sicurezza. 20. Il legno deve interfacciarsi con materiali "freddi": acciaio e vetro.



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21. Solaio rinforzato con soletta graticciata e pioli di legno (Barel Legnami, 2002).



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alla baracca per terremotati, alle case in muratura, esternamente rivestite di legno con gli inutili e finti controventamenti e travi di legno interne sotto i solai in latero-cemento delle taverne e dei soggiorni. Un’altra strada per l’innovazione potrà essere costituita dalla ricerca sulle caratteristiche strutturali delle varie specie legnose. Fino ad ora è stato visto come materiale da falegnameria e quindi classificato per le sue caratteristiche visive e cosidetti difetti (nodi, fessure, accrescimento anelli, torsione delle fibre..). Le prestazioni strutturali effettive non sono conosciute e quindi non sfruttate, a parte l’abete. Gli scenari che si potranno aprire sono diversi e molto interessanti: ne sono indicatori alcune sperimentazioni che stiamo eseguendo su nodi tenuti da cavicchi di legno di faggio e melo, in sostituzione di perni in acciaio. Così come la resistenza a trazione di alcuni compositi e soprattutto le superiore resistenza al fuoco rispetto all’acciaio di alcune specie legnose offrono nuove possibilità all’impiego strutturale del legno.

23. Prove su capriate con soli cavicchi.

22. Prove di unione con cavicchi e tirante autostringente senza protesi metalliche.



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Ma la vera innovazione sarà segnata dall’irruzione delle macchine a controllo numerico (cnc) che stanno cambiando radicalmente le condizioni di lavorazione degli elementi lignei. Finalmente il legno, con velocità e perfezione, può essere scavato, sagomato, fresato, bucato e modellato: è necessario dunque appropriarsi dell’innovazione tecnologica se si vuole progettare col legno. Ma se si pensa di riproporre l’impiego del legno, facendo leva sulla nostalgia o sul calore che emana una “stua” rivestita di pino o di abete o si pensa di trarre ispirazione dalle strutture lignee alpine per rilanciare il legno come importante risorsa, temiamo che il bosco, quasi incolto, perché improduttivo, delle nostre valli alpine, che già ha invaso pascoli e prati, arrivando alle porte di casa, dovrà essere bruciato. Come legna da ardere è infatti l’uso, anche se poco remunerativo, che oggi viene per lo più fatto, di questa straordinaria risorsa. Il legno ha bisogno di maggior verità, razionalità ed invenzione. Allora sarà protagonista della contemporaneità, perché interprete delle tensioni culturali proprie della nostra epoca.

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